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custo Profa Ninoska Bojorge Outros Processos de Separação Unidade 05 Sistemas de Medição de Vazão Departamento de Engenharia Química e de Petróleo – UFF Introdução Na maioria das operações realizadas nos processos industriais é muito importante efetuar a medição e o controle da quantidade de fluxo de líquidos, gases e até sólidos granulados, não só para fins contábeis, como também para a verificação do rendimento do processo 2 Medição de Vazão Vazão: Definição Vazão é a quantidade volumétrica ou gravimétrica de determinado fluido que passa por uma determinada seção de um conduto que pode ser livre ou forçado por uma unidade de tempo. Ou seja, vazão é a rapidez com a qual um fluido escoa. Equação: t VQ = t MQM = Vazão Volumétrica é a quantidade de volume de um fluido que escoa por um duto em unidade de tempo Vazão Gravimétrica é a quantidade de massa de um fluido que escoa por um duto em unidade de tempo considerada 3 Tabela de Conversão 4 Unidades mais comuns : - GPM: galão por minutos - CFM : pé cubico por minutos Este tipo de medição é utilizada nas seguintes aplicações: Para garantir que determinados ingredientes são fornecidos a uma taxa adequada durante o processo de mistura. Para evitar que a certa vazão (elevada), que pode causar: • Aumento da Pressão a nível perigoso • Temperatura excessiva • Vazamentos de fluidos Aplicações: 5 Critérios para escolha de medidores Fonte: https://www.smar.com/ y Vazão Operacional y Características do Fluido y Características de Instalação y Características de Operação y Exatidão y Rangeabilidade y Facilidades de Comunicação y Custo y Facilidade de Instalação e Manutenção y Confiabilidade 6 1) Medição por Pressão Diferencial (Elementos Deprimogênios) Placa de Orifício, Tubo Venturi, Tubo Pitot, Bocal, etc. 2) Medição por Área Variável Rotâmetro 3) Medição através de Velocidade Turbina 4) Medição através de Força Placa de Impacto 5) Medição por Tensão Induzida Medidor Magnético 6) Medição em Canais Abertos Calha Parchall Vertedores MÉTODOS DE MEDIÇÃO DE VAZÃO 7 Se denomina assim ao elemento primário cuja instalação produz diferença de pressões (perda de carga), que se vincula com a vazão do fluído que circula, em uma relação determinada. Medição por Pressão Diferencial Deprimogênios 8 Esquema de medição de vazão por placa de orifício Instrumentação Industrial 9 MEDIÇÃO POR ELEMENTOS DEPRIMOGÊNIOS Equação de Bernoulli A relação entre a taxa de fluxo e diferença de pressão é determinada pela equação de Bernoulli, assumindo que as mudanças de elevação, trabalho e transferência de calor são desprezíveis. ∴ ∑f: perda de atrito total ≅ 0. Simplificando e rearranjado a eq. (1) se obtém a equação geral de medição de vazão (Foust et al, 1981; Janna, 1993). tipo de medidor, razão de áreas das secções transversais Re Cmeter: Y : fator de compressibilidade Correlações (ASME, 1959; Janna, 1993) , ou Calibração. ∴ Eq. (1) Eq. (2) Instrumentação Industrial 10 MEDIÇÃO POR ELEMENTOS DEPRIMOGÊNIOS Quando o processo está em funcionamento, os parâmetros do medidor são fixos, e ΔP é medida. Em seguida, o fluxo pode ser calculado a partir da equação anterior, utilizando os valores apropriados para Cmeter e Y. Todas as constantes são combinadas, conduzindo à relação seguinte: Eq. (3) Instrumentação Industrial 11 MEDIÇÃO POR ELEMENTOS DEPRIMOGÊNIOS Na situação normal em que a reprodutibilidade só é necessária, ρfluido não é medida e assume-se constante; ρo. Isto é válido para líquido e pode fornecer uma precisão aceitável para os gases em algumas situações. Mais uma vez, combinando todas as constantes podem ser (incluindo ρo) em C1 para dar a relação seguinte: Se a ρ de um gás varia signif. devido à variação de T e de P (mas não o peso molecular médio), a correção baseia-se normalmente a lei dos gases ideais utilizando sensores de baixo custo para medir T e P de acordo com: Eq. (4) Eq. (5) Os elementos deprimogênios mais usados são: ¾ Placa Orifício ¾ Tubo Venturi ¾ Tubo Pitot / Annubar Medição por Pressão Diferencial Deprimogênios 12 Medição por Pressão Diferencial A placa de orifício é o sensor de vazão mais comumente utilizado, mas cria um ΔP grande não recuperável devido à turbulência em torno do prato, que conduz ao consumo de energia elevada (Foust, 1981). PLACAS DE ORIFÍCIO 13 O sensor consiste em placas precisamente perfuradas, as quais são instaladas perpendicularmente ao eixo da tubulação. É essencial que as bordas do orifício estejam sempre perfeitas, porque, se ficarem, imprecisas ou corroídas pelo fluído, a precisão da medição será comprometida. Comumente, são fabricadas com aço inox, monel, latão, etc., dependendo do fluído. Medição por Pressão Diferencial PLACAS DE ORIFÍCIO 14 A relação entre a velocidade do fluido que passa através do orifício é proporcional à raiz quadrada da perda de pressão através dela. Daniel Bernoulli (1738) O correto dimensionamento e instalação de placas de orifício é absolutamente essencial, e está bem documentado na Norma Internacional ISO 5167. Medição por Pressão Diferencial Tipos de orifícios: PLACAS DE ORIFÍCIO a) Orifício concêntrico: Orifício concêntrico: Este tipo de placa é utilizado para líquidos, gases e vapor que não contenham sólidos em suspensão. b) Orifício excêntrico: Utilizada quando tivermos fluído com sólidos em suspensão, os quais possam ser retidos e acumulados na base da placa, sendo o orifício posicionado na parte de baixo do tubo. c) Orifício segmental: Esta placa tem a abertura para passagem de fluido, disposta em forma de segmento de círculo. É destinada para uso em fluídos laminados e com alta porcentagem de sólidos em suspensão. 15 Medição por Pressão Diferencial PLACAS DE ORIFÍCIO 16 Medição por Pressão Diferencial PLACAS DE ORIFÍCIO VANTAGENS • Simples e robusto. • Boa precisão. • Instalação fácil. • De baixo custo. • Fácil manutenção e troca simples. • Sem calibração ou simples recali- bração é necessária para atender os cálculos, tolerâncias e de instalação segundo a norma ISO 5167. 17 DESVANTAGENS • Alta perda de carga. • Baixa rangeabilidade. • Sofre deformação devido ao vaivém e pode bloquear num sistema que está mal concebido ou mal instalado. • A borda do orifício pode corroer ao longo do tempo, particularmente se o vapor é húmido ou sujo. Isto irá alterar as características do orifício, e precisão será afetada. A inspeção regular e a substituição é, portanto, necessário para garantir a confiabi- lidade e precisão. Medição por Pressão Diferencial 18 TUBO VENTURI Combina dentro de uma unidade simples, uma curta garganta estreitada entre duas seções cônicas Usualmente é instalado entre duas flanges, na tubulação. Seu propósito é acelerar o fluído e temporariamente baixar sua pressão estática. A recuperação de pressão em um tubo Venturi é bastante eficiente, como podemos ver na figura ao lado. Uso recomendado quando se deseja um maior restabelecimento de pressão e quando o fluido medido carrega sólidos em suspensão. O Venturi produz um diferencial menor que uma placa de orifício para uma mesma vazão e diâmetro igual à sua garganta. Medição por Pressão Diferencial 19 TUBO VENTURI Medição por Pressão Diferencial 20 TUBO VENTURI 11 vAvAQ ⋅=⋅= Eq. (6) Medição por Pressão Diferencial 21 O perfil dos bocais de vazão permite sua aplicação em serviços onde o fluído é abrasivo e corrosivo. O perfil de entrada é projetado de forma à guiar a veia fluída até atingir a seção mais estranguladado elemento de medição, seguindo uma curva elíptica (projeto ASME) ou pseudoelíptica (projeto ISA). São frequentemente utilizados como elementos de medição para o ar, gás e de vapor com alta velocidade,em aplicações industriais. Recomendado p/ tubulações > 50mm.. BOCAL (Nozzles) Medição por Pressão Diferencial 22 É um dispositivo para medição de vazão através da velocidade detectada em um ponto da tubulação. O tubo de Pitot é um tubo com uma abertura em sua extremidade, sendo esta colocada na direção da corrente fluida de um duto. A diferença da pressão total e a pressão estática da linha nos dará a pressão dinâmica, a qual é proporcional ao quadrado da velocidade. Tubo Pitot Medição por Pressão Diferencial 23 Tubo Pitot Medição por Pressão Diferencial 24 O Annubar é um dispositivo de produção de pressão diferencial que ocupa todo o diâmetro do tubo. Um Annubar consiste em vários tubos pitot colocados através de um tubo para fornecer uma aproximação do perfil de velocidade, e o fluxo total pode ser determinado com base nas múltiplas medições. Tanto o tubo de pitot e Annubar contribuem ΔP muito pequenas. Medidor Tipo Annubar Eq. (7) Medição por Pressão Diferencial 25 Recuperação ΔP em orifícios, bocais e medidores Venturi. Depois da diferença de pressão gerada pelos medidores de fluxo por pressão diferencial, a passagem do fluido através da seção de saída de pressão de recuperação, onde a pressão diferencial gerada na zona estreitada é parcialmente recuperado. Medidor de vazão de perdas de pressão não recuperáveis (Andrews e Williams, Vol. 1, 1979) Quando se mede vazão de líquidos sujos, as partículas podem corroer o sensor colocado no fluido, ou as partículas podem-se acumular e alterar a leitura, resultando em uma medição imprecisa. 26 Observação Medidor de Vazão Área Variável ou Rotâmetro 27 Rotâmetros Rotâmetros são medidores de vazão por área variável, nos quais um flutuador varia sua posição dentro de um tubo cônico, proporcionalmente à vazão do fluido. Basicamente, um rotâmetro consiste de duas partes: 1) um tubo de vidro policarbonato (ou plástico) orientado verticalmente com a extremidade mais larga no topo. 2) No interior do tubo cônico há um flutuador que se moverá verticalmente, em função da vazão medida. A precisão pode ser tão boa como 1% na escala completa. Flutuadores magnéticos podem ser utilizados para alarme e funções de transmissão de sinal. Medidor de Vazão Área Variável ou Rotâmetro 28 Rotâmetros Vantagens: ¾ Saída linear. ¾ Simples e robusto. ¾ Queda de pressão é mínima e constante. Desvantagens: ¾ O tubo tem de ser montado verticalmente. ¾ Tubos cónicos transparentes resistente à pressão e temperatura. Aplicações típicas: ¾ Medição de gases. ¾ Aplicações laboratoriais. ¾ Rotâmetros são por vezes utilizados como um dispositivo indicador de fluxo, em vez de um dispositivo de medição de fluxo. Medidor de Vazão Área Variável ou Rotâmetro 29 Rotâmetros MEDIDORES ESPECIAIS DE VAZÃO 30 MEDIDORES ESPECIAIS DE VAZÃO Os principais medidores especiais de vazão são: • Medidores Magnéticos de Vazão com eletrodos, • Tipo Turbina, • Tipo Coriolis , • Vortex e Ultra-sônico MEDIDORES ESPECIAIS DE VAZÃO 31 E um dos medidores mais flexíveis e universais dentre os métodos de medição de vazão . Sua perda de carga é equivalente a de um trecho reto de tubulação, já que não possui qualquer obstrução. Se baseiam na criação de potencial elétrico pelo movimento de um fluido condutor através de um campo magnético gerado exteriormente. Segundo a lei de Faraday da indução eletromagnética, o voltagem gerado, é diretamente proporcional à velocidade da vazão do fluido. MEDIDOR MAGNÉTICO DE VAZÃO MEDIDORES ESPECIAIS DE VAZÃO 32 É virtualmente insensível à densidade e à viscosidade do fluido de medição. Medidores magnéticos são portanto ideais para medição de produtos químicos altamente corrosivos, fluidos com sólidos em suspensão, lama, água, polpa de papel. Sua aplicação estende-se desde saneamento até indústrias químicas, papel e celulose, mineração e indústrias alimentícias. A única restrição, em princípio é que o fluído tem que ser eletricamente condutivo. Tem ainda como limitação o fato de fluidos com propriedades magnéticas adicionarem um certo erro de medição. MEDIDOR MAGNÉTICO DE VAZÃO MEDIDORES ESPECIAIS DE VAZÃO 33 MEDIDOR MAGNÉTICO DE VAZÃO MEDIDORES ESPECIAIS DE VAZÃO 34 Constituído basicamente por um rotor montado axialmente na tubulação. O rotor é provido de aletas que o fazem girar quando passa um fluido na tubulação do processo. Uma bobina captadora com um imã permanente é montada externamente fora da trajetória do fluido. Quando este se movimenta através do tubo, o rotor gira a uma velocidade determinada pela velocidade do fluido e pelo ângulo das lâminas do rotor. Verifica-se então a indução de um ciclo de tensão alternada. A frequência dos pulsos gerados desta maneira é proporcional á velocidade do fluido e a vazão pode ser determinada pela medição / totalização de pulsos. Rotor Saída do sinal Medidor de Vazão de Turbina MEDIDORES ESPECIAIS DE VAZÃO 35 Uma vez que um medidor de vazão de turbina consiste de um número de peças móveis, existem vários fatores que influenciam que precisam ser considerados: ¾ A temperatura, pressão e viscosidade do fluido a ser medido. ¾ As qualidades lubrificantes do fluido. ¾ O desgaste do rolamento e atrito. ¾ As alterações condicionais e dimensional das lâminas. ¾ O perfil de velocidade de entrada e os efeitos de turbulência. ¾ A queda de pressão através do medidor de vazão. Medidor de Vazão de Turbina Rotor Saída do sinal MEDIDORES ESPECIAIS DE VAZÃO 36 Aplicações típicas: ¾ Vapor superaquecido. ¾ Medição de vazão de líquido, em particular fluidos com propriedades lubrificantes. Tal como acontece com todos os líquidos, deve ser tomado cuidado para remover o ar e os gases antes de eles serem medidos. Medidor de Vazão de Turbina Vantagens: • Precisão razoável (± 0,5% do valor real). • Custo relativamente baixo. Desvantagens: • Calibração para uma pressão específica da linha. • Direcionadores de fluxo são essenciais • Vapor úmido pode danificar a roda da turbina e afetar a precisão. • Baixas vazões podem ser perdidas porque não há energia suficiente para girar a roda da turbina. • Sensível à viscosidade. • O fluido deve ser muito limpo (tamanho de partícula não superior a 100 μm), MEDIDORES ESPECIAIS DE VAZÃO 37 Medidor por Efeito Coriolis É um instrumento de grande sucesso no momento, pois tem grande aplicabilidade desde indústria alimentícia, farmacêutica, química, papel, petróleo etc. e sua medição, independe das variáveis de processo - densidade, viscosidade, condutibilidade, pressão, temperatura, perfil do fluído. O medidor Coriolis possui dois componentes: • tubos de sensores de medição e • transmissor. Os tubos de medição são submetidos a uma oscilação e ficam vibrando na sua própria frequência natural à baixa amplitude, quase imperceptível a olho nu. MEDIDORES ESPECIAIS DE VAZÃO 38 Quando um fluído qualquer é introduzido no tubo em vibração, o efeito do Coriolis se manifesta causando uma deformação, isto é, uma torção, que é captada por meio de sensores magnéticos que geram uma tensão em formato de ondas senoidais. As forças geradas pelos tubos criam uma certa oposição à passagem do fluido na sua região de entrada (região da bobina1) , e em oposição auxiliam o fluído na região de saída dos tubos. O atraso entre os dois lados é diretamente proporcional à vazão mássica. Um RTD é montado no tubo, monitorando a temperatura deste, afim de compensar as vibrações das deformações elásticas sofridas com a oscilação da temperatura. Medidor por Efeito Coriolis MEDIDORES ESPECIAIS DE VAZÃO 39 O princípio de medida é baseado sobre a geração das forças de Coriolis. Estas forças estão sempre presentes quando movimentos de translação e rotação ocorrem simultaneamente. onde: Medidor por Efeito Coriolis Eq. (8) MEDIDORES ESPECIAIS DE VAZÃO 40 A amplitude da força de Coriolis depende da massa em movimento m , sua velocidade v no sistema e, então, seu fluxo de massa. A força de Coriolis produzida no duto causa um desvio de fase na oscilação do tubo (ver figura abaixo). • Quando o fluxo é zero, ambos tubos oscilam em fase (1). • Quando há fluxo, a oscilação do tubo é desacelerada na entrada do tubo (2) e acelerada na saída do tubo (3). Medidor por Efeito Coriolis - Vazão mássica ou volumétrica, temperatura e densidade são simultaneamente medidos. MEDIDORES ESPECIAIS DE VAZÃO 41 Nos medidores de tubos de fluxo duplo, o fluido de processo que entra no sensor é dividido e metade do fluido passa através de cada tubo. Durante o funcionamento, uma bobina impulsora é energizada, fazendo com que os tubos oscilem em oposição um ao outro. http://www.emersonprocess.com/micromotion/tutor/flowoperatingprincipal.html Medidor por Efeito Coriolis 42 As bobinas captoras são montadas nas laterais de um dos tubos e os ímãs são montados nas laterais do tubo de fluxo oposto. Cada bobina se move através do campo magnético uniforme do ímã adjacente. A tensão gerada por cada bobina captora cria uma onda senoidal. Como os ímãs são montados num tubo e as bobinas no tubo oposto, as ondas senoidais geradas representam o movimento de um tubo em relação ao outro MEDIDORES ESPECIAIS DE VAZÃO Medidor por Efeito Coriolis MEDIDORES ESPECIAIS DE VAZÃO 43 Medidores Ultrassônicos Os medidores de vazão que usam a velocidade do som como meio auxiliar de medição podem ser divididos em dois tipos principais: Medidores a efeito doppler Medidores de tempo de trânsito. Existem medidores ultra-sônicos nos quais os transdutores são presos à superfície externa da tubulação, e outros com os transdutores em contato direto com o fluído. Os transdutores-emissores de ultra-sons consistem em cristais piezoelétricos que são usados como fonte de ultra-som, para enviar sinais acústicos que passam no fluído, antes de atingir os sensores correspondentes. MEDIDORES ESPECIAIS DE VAZÃO 44 a) Medidores de efeito Doppler O efeito Doppler é aparente variação de frequência produzida pelo movimento relativo de um emissor e de um receptor de frequência. No caso, esta variação de frequência ocorre quando as ondas são refletidas pelas partículas móveis do fluído. Os transdutores-emissores projetam um feixe contínuo de ultrassom na faixa das centenas de khz. Os ultrassons refletidos por partículas veiculadas pelo fluído têm sua frequência alterada proporcionalmente ao componente da velocidade das partículas na direção do feixe. Estes instrumentos são consequentemente adequados para medir vazão de fluídos que contêm partículas capazes de refletir ondas acústicas. Medidores Ultrassônicos MEDIDORES ESPECIAIS DE VAZÃO 45 O sensor ultrassônico é um sensor não invasivo, localizado na parte externa da tubulação e sem contato com o fluido Este medidor propaga ondas sonoras no interior do fluido através das paredes da tubulação Quando as ondas sonoras são refletidas por partículas em movimento, a frequência é deslocada devido ao fenômeno conhecido como efeito Doppler Medidores Ultrassônicos MEDIDORES ESPECIAIS DE VAZÃO 46 A emissão de ondas sonoras originadas por um oscilador, um dispositivo que envia pulso de corrente através do cristal piezoeléctrico. o pulso faz com que o dispositivo piezo vibre fisicamente e mover as ondas sonoras e assim passar através do fluido. Estas ondas estão em maior frequência (ultra-som) do que aquila que pode ser ouvido pelos humanos. os pulsos são transmitidos para o líquido seguinte. Medidores Ultrassônicos MEDIDORES ESPECIAIS DE VAZÃO 47 Medidores Ultrassônicos Ultrasonic flow-meter for liquids Non-invasive clamp-on ultrasonic flow-meter for gas and steam Portable non-invasive clamp-on ultrasonic flow-meter for gas http://www.directindustry.com/prod/ge-measurement-control/ MEDIDORES ESPECIAIS DE VAZÃO 48 b) Medidores de tempo de trânsito Ao contrário dos instrumentos anteriores, estes instrumentos não são adequados para medir vazão de fluídos que contêm partículas. Para que a medição seja possível, os medidores de tempo de trânsito devem medir vazão de fluídos relativamente limpos. Medidores Ultrassônicos MEDIDORES ESPECIAIS DE VAZÃO 49 b) Medidores de tempo de trânsito Princípio de funcionamento: Um sinal acústico (ultrassom) é transmitido de um sensor a outro e baseia-se no tempo de trânsito de sinais no meio. Este pode ser tanto na direção do fluxo, quanto contrário ao fluxo. De acordo com princípio físico, o sinal enviado na direção do fluxo requer menos tempo de trânsito que o sinal enviado contra o fluxo. A diferença entre os tempos de trânsito é proporcional à velocidade do fluído. Medidores Ultrassônicos V = velocidade do fluído Δt = diferença de tempo de trânsito Q = fluxo volumétrico A = seção cruzada do tubo. Eq. (9) Medida térmica é um método bem estabelecido de medir fluxo de fluídos. Ele opera monitorando o efeito de arrefecimento de um fluxo de gás, quando ele passa através de um sensor. O gás fluindo, passa por dois transdutores RTD tipo PT100. Um destes é usado para sentir a temperatura do fluído, enquanto que o outro é usado como aquecedor. Este último é mantido a uma temperatura diferencial (relativa a temperatura atual do gás) variando a corrente sobre ele. Maior o fluxo passando sobre o sensor aquecido, maior é a corrente exigida para manter constante a diferença de temperatura. A corrente do sensor aquecido é proporcional ao fluxo do gás. MEDIDORES ESPECIAIS DE VAZÃO 50 Medidas de Vazão por Temperatura MEDIDORES ESPECIAIS DE VAZÃO 51 Quando fluídos fluem através de uma restrição introduzida no duto, vórtices são formados pelos lados. A frequência do vórtice é proporcional ao fluxo médio e, desta forma, ao fluxo volumétrico. Variações de pressão causadas pelo vórtices são transmitidas via alguns orifícios introduzidos nas laterais. Os sensores são colocados dentro do duto é protegidos de choques, temperaturas e desgaste pela passagem do fluído. Os sensores capacitivos detectam os pulsos de pressão e os convertem em pulsos elétricos. Medidor de Vazão tipo Vortex MEDIDORES ESPECIAIS DE VAZÃO 52 Medidor de Vazão tipo Vortex f = Frequência da transmissão (Hz) Sr = número Strouhal (adimensional) u = velocidade média de fluxo do tubo (m/s) d = diâmetro do corpo (m) d uSrf = O número de Strouhal é determinado experimentalmente e geralmente permanece constante para uma vasta gama de números de Reynolds; que indica que a frequência de vórtices não será afetado por uma alteração na densidade do fluido, e é diretamente proporcional à velocidade para qualquer dado diâmetro do corpo (f= k.u). Assim, a vazão volumétrica pode ser calculado como: k fq Av = ∴A = área do furo medidor de vazão (m²) Eq. (10) MEDIDORES ESPECIAIS DE VAZÃO 53 Medidor de Vazão tipo Vortex • Medições diretas de vapor, tanto em caldeira e ponto de uso locais. • Naturais medições de gases para o fluxo de combustível de caldeira. Instalações típicas do medidor de vazão por vórtices Aplicações típicas: MEDIDORES ESPECIAIS DE VAZÃO 54 Medidor de Vazão de Deslocamento Positivo (VDP) - turbina,engrenagem, rodas Desenvolvido para aplicações onde os fluidos são extremamente viscosos. o medidor de vazão tipo VDP é construído em diâmetros de 1/8" a 2", em aço carbono, inox, PTFE, latão ou outros materiais. Possui sinais de saída pulso ou 4-20 mA no cabeçote, o que possibilita o envio do sinal diretamente a um sistema de supervisão, CLP´s, módulos de aquisição de dados. Aplicação: óleo BPF, mel, chocolate, resinas, vernizes, asfalto, óleos lubrificantes e outros. VDP Seleção de medidores de vazão 55 Requisito Orifício Deslocamento positivo Vortex Eletromagnético Acústico Coriolis Exatidão ±2~4%do spam total ±0.2~0.5 % da taxa ±1.0% Da taxa ±0.5% da taxa ±1~5% do Spam total ±0.5% da taxa Perda Pressão médio alta médio nenhum nenhum baixo Custo Inicial baixo médio alto alto alto muito alto Custo manutenção alto médio Médio baixo baixo baixo Aplicação Limpeza, liq sujo;. alguns chorume Limpeza liq viscoso Liquido limpo, sujo; Liq. Limpo, viscoso, sujo condutor. e chorume Liq. sujo, viscoso e chorume liq. limpo, sujo, viscoso e alguns chorume tamanho do tubo à montante 10~30 nenhum 10 a 20 5 5 a 30 nenhum Efeito da Viscosidade alto alto médio nenhum nenhum nenhum Rangeabilidade 4 a 1 10 a 1 10 a 1 40 a 1 20 a 1 10 a 1 Fluxômetros de Canal Aberto Um método comum de medição do fluxo através de um canal aberto é medir a altura do líquido à medida que passa sobre uma obstrução como uma calha ou barragem no canal. Medição em Canais Abertos 56 Materiais para a coleta em sistemas de tratamento de esgotos e efluentes industriais Calha de Parshall É um elemento primário para medir a vazão de líquidos fluindo por gravidade em canais abertos, podendo conter sólidos suspensos. Apresenta pouca perda de carga e é bastante preciso na determinação (leitura) das vazões. Medição em Canais Abertos 57 Funcionamento A vazão é medida de acordo com o nível de líquido na Calha Parshall, podendo ser observado pela régua graduada fixada internamente ao equipamento. Instalação A calha deve ser acomodada em caixa de concreto nivelada, posicionada conforme o projeto. Material: Fiberglass (Fibra de Vidro). Vertedores São aberturas ou entalhes na parte superior de uma parede, através dos quais o líquido escoa. Sua principal utilização é na medição de vazão das canalizações abertas e no controle do escoamento em galerias e canais. Medição em Canais Abertos 58 Para cada faixa de vazão deve-se adotar um tipo de vertedor, com o seu formato e equação específica. vertedor retangular sem restrição ou contração Q > 20 m3/h (usado para grandes vazões) Formula de Weissbach Eq. (11) Vertedores Medição em Canais Abertos 59 vertedor triangular de Thompson Q < 50 m3/h Eq. (12) No serviço de líquido, certifique-se que o medidor esteja instalado de modo que permaneça cheio de líquido, porque o gás / vapor no medidor pode alterar a sua geometria e afetar a precisão. No serviço de gás / vapor, certifique-se que o medidor esteja instalado de modo que o medidor de vazão permaneça cheio de gás / vapor, porque o líquido no medidor pode alterar a sua geometria e afetar a precisão. Precauções de Instalação para medidores de vazão 60 Perturbações localizadas à montante (e por vezes à jusante) do medidor de fluxo, tais como os cotovelos de tubos e válvulas de controle, pode afetar adversamente a precisão da medição, porque o medidor de fluxo pode não ser capaz de medir com precisão correntes de fluxo perturbados. Localizar as válvulas de controle à jusante do medidor de vazão para suas perturbações de fluxo não sejam introduzidas diretamente no medidor de vazão (como seriam localizado à montante). Precauções de Instalação para medidores de vazão 61 Considerações de Instalação (X= Diâmetro da tubulação) Precauções de Instalação para medidores de vazão 62http://www.globalw.com/support/strtflow.html Projetar corretamente a tubulação à montante e à jusante com corrida em linha reta suficiente para eliminar os distúrbios que podem afetar a precisão da medição. Cuidado especial quando o fluxo é de duas fases, como fluxo de líquido/gás e de líquido/sólido, porque esses fluxos podem afetar adversamente a precisão de medidores de vazão. Tenha cuidado, porque alguns medidores de vazão pode tornar-se conectado e parar de trabalhar em fluxos líquidos / sólidos de fluxo. Precauções de Instalação para medidores de vazão 63 Diagrama P & ID 64 Placa de orifício e flanges com torneiras, transmissor de pressão diferencial, transmissão pneumática Placa de orifício e flanges e torneiras na tubulação, transmissor de pressão diferencial, transmissão eletrônica Tubo Venturi; as torneiras estão na tubulação, transmissor de pressão diferencial com transmissão indicador, indefinido Tubo de Pitot, c/ conexões na tubulação, transmissor de pressão diferencial, transmissão eletrônica Transmissores típicos – Vazão Diagrama P & ID 65 Uma malha de controle eletrônico - Controle de Vazão Controlador indicador eletrônico Transdutor Válvula de Controle Transmissor eletrônico da Vazão Elemento de vazão placa de orifício Malha de Controle FRC-100 Diagrama P & ID 66 CONCLUSÃO Para determinar a aplicação correta de um medidor de vazão é necessário conhecer as característica do fluído, instalação e condições de operação. Devido a uma enorme oferta de medidores de vazão com aplicações e tecnologias das mais diversificadas, a escolha do medidor apropriado é relativamente simples nas aplicações clássicas, porém, o principal fator que dificulta esse processo é a constante evolução dos medidores, influenciando diretamente na performance e custos do equipamento. CONCLUSÃO 67 http://www.youtube.com/watch?v=f949gpKdCI4&feature=autoplay&list=PLFD0722A576981F74&lf=plpp_video&playnext=1 Sugestão de vídeos 68 http://www.smar.com/newsletter/marketing/index40.html http://www.flowmeters.com/ http://www.omega.com/techref/flowmetertutorial.html http://www.engineeringtoolbox.com/weirs-flow-measurement- d_593.html http://www.spiraxsarco.com/resources/steam-engineering- tutorials/flowmetering/instrumentation.asp Mais informação 69
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